DE2841071A1

DE2841071A1 - Vorrichtung zur degradation von sicherheitskraftstoff

Info

Publication number: DE2841071A1
Application number: DE19782841071
Authority: DE
Inventors: Ernest Alfred Timby; Rodney Herbert Walsh
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1979-04-05
Also published as: JPS5459635A; US4238926A; SE7809928L; IT7869182A0; IT1203201B; CA1126113A; FR2404112A1; JPS6142085B2; SE438352B; NL7809589A; FR2404112B1

Description

PATBNTANWATjT

Dipl. ing. K. HOLiZEB

ELSBB- STHASSB 14

8000 AUGSBURG

TE 516476

t-iSS 63SS02 patcl A

M.625

Augsburg, den 18, September 1978

The Secretary of State for Defence in Her Britannic S Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, Whitehall, London SWl, England

Vorrichtung zur Degradation von Sicherheitskraftstoff (Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 28 30 838.5))

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Degradation von Sicherheitskraftstoff,

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von als Sicherheitskraftstoffe bezeichneten flüssigen Kraftstoffen, denen ein verdunstungs-

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hemmender Zusatz zugesetzt ist, damit diese Kraftstoffe in Verbindung mit für normalen flüssigen Kraftstoff ausgelegten Förderaggregaten und Brenneinrichtungen, insbesondere in Flugzeugtriebwerken, verwendet werden können«

Gemäß dem Hauptpatent .... (Patentanmeldung

P 28 30 838,5) weist eine solche Vorrichtung eine axiale Anordnung einer Vielzahl von miteinander abwechselnd angeordneten Statorelementen und Rotorelementen auf_s durch welche der Sxcherheitskraftstoff hindurchgepumpt und dabei durch Scherung in einen dünnflüssigen Zustand versetzt wird, um störungsfrei und ohne Verstopfungen zu verursachen., durch Filter und Pumpen hindurchströmen und von den Brennern zerstäubt urerden zu können«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s eine noch verbesserte Alternativkonstruktion für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu finden,,

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Vorzugsweise hat der Rotor einen schaufelartigen Steg mehr oder weniger als der Stator_a

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Insbesondere die am Rotor angeordneten schaufelartigen Stege sind vorzugsweise mit einer rauhen, gewellten, geriffelten oder gezackten Oberfläche versehen oder können sogar perforiert sein. Während die schaufelartigen Stege in axialer Richtung eben oder gekrümmt verlaufen können, ragen sie vorzugsweise mindestens annähernd radial in die Ringkammer zwischen Rotor und Stator hinein.

Die Radialausdehnung der schaufelartigen Stege beträgt weniger als 20 % und vorzugsweise weniger als 10 % des Teilkreisdurchmessers der Statorstege. Die Übergänge zwischen den Stegen und dem Rotor bzw, dem Stator sind in ümfangsrxchtung so gerundet, daß die Möglichkeit der Bildung stagnierender Kraftstoffzonen in der Vorrichtung auf ein Minimum verringert wird.

Die Scherwirkung der Vorrichtung wird verbessert, wenn die Kantenlänge der schaufelartigen Stege im Vergleich zu ihrer Fläche möglichst groß gewählt wird, während zwischen den Rotor- und Statorstegen ein kleiner und im wesentlichen gleichbleibend großer Spalt vorhanden ist. Eine Verlängerung der Kantenlänge der Stege kann beispielsweise durch gezackte bzw, gezähnte Gestaltung der Stegkanten oder durch trapezförmige Gestaltung der Rotorstege mit längerer Basis und kürzerer Stegaußenkante erreicht werden, wobei die Anordnung

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so getroffen ist, daß die Rotor- und Statorstege in ihrer Koinzidenzstellung jeweils axial ineinandergreifen. Im Hinblick auf eine einfache Fertigung ist es jedoch zu bevorzugen, daß die Vorrichtung eine im Vergleich zu ihrem Durchmesser möglichst große axiale Länge aufweist und die Stegkanten gerade ausgeführt werden.

Eine typische Vorrichtung nach der Erfindung für ein Plugzeugtriebwerk kann einen Gesamtdurchmesser von 15 cm bis 25 cm und eine axiale Länge von 5 cm bis 30 cm haben. Die radiale Länge der schaufelartigen Stege kann 0,5 cm bis 2,5 cm betragen. Der Spalt zwischen den Rotor- und den Statorstegen liegt vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 4 mm.

Die Vorrichtung kann als Teil einer kombinierten Pumpen- und Degradationseinheit ausgebildet sein. Sie kann auch als Teil einer Degradationseinheit ausgebildet sein, die eine Gruppe von mehreren, auf einer gemeinsamen Welle in radialer oder vorzugsweise in axialer Folge angeordneten Einzelvorrichtungen nach der Erfindung umfaßt. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Teil einer Degradationseinheit sein, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung in Einfachoder Mehrfachanordnung in Kombination mit einer oder mehreren

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Vorrichtungen der Bauart nach dem Hauptpatent enthält.

Die Vorrichtung bzw, Degradationseinheit kann, ebenfalls gemäß dem Hauptpatent, in ein Brennstoffversorgungssystem einbezogen sein,

°Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Pig, 1 einen Axialschnitt der Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung, und

Pig, 3 in Form eines Blockschaltbilds ein die

Vorrichtung enthaltendes Brennstoffversorgungssystem für Sicherheitskraftstoff,

Die dargestellte Degradationseinrichtung weist einen Rotor 10 und einen diesen koaxial umgebenden und als Gehäuse dienenden Stator 11 auf. Zwischen dem Rotor und dem Stator ist eine Ringkammer gebildet.

Der Rotor 10 ist mit einer Vielzahl von schaufelartigen Stegen 12 versehen, die radial nach außen ragen und

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deren Radialabmessung etwa 10 % des Durchmessers der Vorrichtung beträgt. Der Übergang zwischen jedem Rotorsteg und dem Rotorkörper ist konkav gerundet, um Ecken zu vermeiden, in denen sich zwischen den einzelnen Stegen stagnierende Kraftstoffzonen ausbilden könnten.

Der Stator ist ebenfalls mit einer Vielzahl von schaufelartigen Stegen 13 versehen, wobei der Stator einen Steg mehr als der Rotor besitzt. Diese Statorstege befinden sieh mit geringem Abstand außerhalb der Rotorstege und weisen eine ähnliche Radialabmessung wie diese sowie ähnlich gerundete Übergänge am Stator auf.

Der auch das Gehäuse bildende Stator weist einen Einlaß 14 und einen Auslaß 15 auf _s die durch einen Wandabschnitt 16 voneinander getrennt sind_s dessen Länge in Umfangsrichtung der Rotorstegteilung entspricht„

Der Rotor 10 sitzt auf einer Antriebswelle 17β

Gemäß Pig, 3 sind zwei Degradationsvorrichtungen der oben beschriebenen Art in paralleler Anordnung im Brennstoff Versorgungssystem eines Flugzeugtriebwerks angeordnet,, Dieses BrennstoffVersorgungssystem weist in der beschriebenen

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Reihenfolge hintereinander angeordnet einen Brennstofftank 30, eine Hilfspumpe 31, eine Förderpumpe 32, die beiden Degradationseinrichtungen 1 und la in Parallelanordnung, ein Filter 33, einen Durchflußmesser 34, einen Wärmetauscher 35, eine Hochdruckpumpe 36 und einen Regler 37 auf, der die Menge des jeweils zu den Brennern eines Triebwerks 38 strömenden Brennstoffes reguliert. Die am Triebwerk angeordneten Degradationseinrichtungen 1 und la sind unter der Steuerung eines Steuermechanismus 40 über ein Untersetzungsgetriebe antreibbar.

Bei großem Brennstoffbedarf, beispielsweise während des Starts eines Flugzeugs, wird der im Brennstofftank 30 befindliche Sicherheitskraftstoff, bei dem es sich um Kerosin handelt, dem unter anderem etwa 0,3 Gewichtsprozent eines die Verdunstungsneigung des Kerosins stark hemmenden Polymers zugesetzt ist, mittels der Hilfspumpe 31 und der Förderpumpe 32 zu den Degradationsvorrichtungen 1 und la gefördert, deren Rotoren mit einer Drehzahl von etwa 15«000 U/min umlaufen.

In den Degradationsvorrxchtungen wird der Kraftstoff, während er durch die Ringkammer hindurchgelangt, durch die schaufelartigen Stege 12 und 13 vielfach aufeinanderfolgend

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starken Beschleunigungs- und Scherkräften unterzogen, wodurch er in einen dünnflüssigen Zustand versetzt wird. Der aus dem Auslaß 15 austretende, nunmehr vollständig dünnflüssige Kraftstoff kann, ohne Verstopfungen hervorzurufen, durch das Filter 33 hindurchströmen, in welchem demzufolge nur noch unerwünschte verunreinigende Feststoffe zurückgehalten werden. Vom Filter 33 gelangt der Kraftstoff durch die übrigen Komponenten des Brennstoffversorgungssystems zu den Brennern des Triebwerks,

Während des Reiseflugzustands, also bei normalem Brennst off bedarf des Triebwerks, bleibt die zweite Degradationsvorrichtung la abgeschaltet.

Eine typische Degradationsvorrichtung nach der Erfindung weist zwölf RotorStege 12 und dreizehn Statorstege 13 auf.

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Claims

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Patentansprüche

1, Vorrichtung zur Degradation von Sicherheitskraftstoff, gekennzeichnet durch einen Rotor (10) und einen diesen koaxial umschließenden Stator (11), die beide jeweils in eine zwischen dem Rotor und dem Stator gebildete Ringkammer hineinragende und zumindest im wesentlichen radial aufeinander zu gerichtete schaufelartige Stege (12, 13) aufweisen,

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahlen der schaufelartigen Stege (12, 13) des Rotors (10) und des Stators (11) um Eins differieren.

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schaufelartigen Stege (12, 13) geriffelt, gewellt oder gezackt und/oder perforiert sind,

4, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialausdehnung der schaufelartigen Stege (12, 13) weniger als 10 % des Teilkreisdurchmessers der Statorstege (13) beträgt,

5« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die übergänge zwischen den

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schaufelartigen Stegen (12, 13) und dem Rotor (10) bzw, dem Stator (11) mit Rundungen versehen sind, welche der Entstehung stagnierender Kraftstoffzonen in der Vorrichtung entgegenwirken,

6, Verfahren zur Degradation von Sicherheitskraftstoff mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mit einer Drehzahl von mindestens 5000 U/min gedreht wird.

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